1、污泥干化的安全意識及危險防范                        摘要：污泥的處理和處置漸漸提上議事日程，一些企業已經先行一步，使用干化手段進行污泥的處理。國外在經歷了幾十年的試驗特別是發生了多起危險事故后，一些國家甚至著手建立了污泥干化的安全控制措施規范，供決策者參考。 關鍵詞：污泥干化 安全意識 危險防范 這里謹根據我們自身的經驗，談談對國內干

2、化選型中有關安全性的幾個值得注意的問題。1安全意識的重要性污泥是所有垃圾中最難處理的一種，其本身的特性決定了我們從一開始就應該抱著極為慎重的態度來對待。1.1安全問題涉及干化的全過程1.2安全隱患的不可預見性干化的難點一般被認為是開機、停機、緊急停機、尤其是短暫停機后重新啟動時。開機時，原有設備中會有一定的干泥留存，此時，溫度升高后，干燥器內的氧氣水平接近外部環境，極少量的干泥遇到大量的熱，將會迅速蒸發掉表面水分，干泥表面形成過熱，此時形成的粉塵團就變得極為危險；同樣，關機時，由于上料器不再喂料，此時，熱量仍然大量存在，干燥器內的總蒸汽濃度下降，熱量的撤除需要一定時間，大量的余熱可能對殘留的物

3、料形成燜燃，此時也將形成危險的環境；然而，危險并不限于此，往往在人們自以為最安全的時候，一些特殊因素的變化常常是意想不到的：（1）因為操作失誤如絮凝劑增加，或脫水機器運行異常，導致污泥含水率突然下降；（2）因為天氣、停機等原因，一些在空氣中部分干化、含水率低的污泥混入；（3）污水進水導致污泥的物理/化學特性發生較大變化。工業廢物，如造紙纖維、食物廢渣、脂肪、油脂和清潔劑，意外事件的污染物如汽油泄漏等；（4）不同來源的污泥混入，如污水處理工藝添加三氯化鐵等；（5）由于儲存、搬運等條件的異常，金屬或碎石混入污泥。以上諸多原因，都可能嚴重影響干化工藝的安全性。1.3干化系統的安全余量非常有限眾所周知

4、，干化系統是以單位時間內的水蒸發能力來衡量的。蒸發能力一定，熱量供給也確定了，之后一般只能根據進料量來調節。假設一個每小時處理1000公斤泥餅的設備，蒸發能力750公斤/小時，泥餅含固率20%，產品含固率80%；此時，正常工況下物料平衡如下（單位：公斤）：蒸發750絕干污泥200水800 => 絕干污泥200水50 （1）如果由于前述某些特殊因素導致泥餅的含固率發生波動，而系統的進料速率未變，此時的含固率不再是20%，而是25%，情形將如何呢？蒸發750絕干污泥250水750 => 絕干污泥250水0 （2）此時，由于水分低于預計，而熱能供給未變，系統內溫度立即飛升，污泥顆粒嚴重過

5、熱，產生大量粉塵，這種情況僅需數秒鐘，即可形成大量危險的粉塵團。正是由于以上的原因，干燥廠運行期間，用戶必須確保質量控制程序可以檢測到影響安全運行的進廠污泥的變化。如果污泥是來自于其他處理廠，必須另作進一步檢測。季節的變化，進料性質的變更如果是出于計劃中可見的原因，尚能引起足夠重視，然而，污水廠管理方面的波動（因人為過失）而形成的漏洞，卻足以導致污泥干化輕易超過其特性安全臨界值。當系統因為以上原因所造成的溫度驟然升高、濕度急劇下降而做出反應時，已經是緊急狀況下的處理。其實，干化系統的真正安全瓶頸在于最終含固率的設定，這是干化工藝最重要的參數。對比舉例（1）和（2）時不難看出，系統設定的進料含固

6、率20%，干燥到80%，其進料濕度的最大理論波動范圍為5%。假如干燥到90%，這一幅度是多少呢？蒸發750絕干污泥193水771 => 絕干污泥193水21 （3）蒸發750絕干污泥214水750 => 絕干污泥214水0 （4）其進料含固率的最大理論波動范圍僅有2.22%。干化的最終含固率越高，系統安全余量越小。而對于大多數采用干泥返混的系統來說，最終含固率高于90%是一種必要性，這就形成了一對不可解的矛盾。1.4控制安全的手段十分有限科技發達的今日，使得我們對復雜的儀器抱有某種幻想，人們希望通過對所處理的物質進行鑒別和測定，以確定某些臨界特性，并根據這些特性來決定干燥廠不同設施

7、的基本安全值。但是這種期待的實際可行性不高。以下是四個用來判斷粉塵爆炸和燃燒的參數：（1）污泥最低爆炸濃度（MEC）經測量為60gm3。MEC指數只能用于設計者設計干燥廠的保護系統。由于MEC變化范圍較大，該值不可能作為干燥廠不同部位的不同的粉塵濃度要求。（2）測量污泥的粒度以確定最小點燃能量（MIE）各個干化廠、廠內不同的部位的粒度也均不同，目前還無法獲得應用于干燥廠設計中的數據。而且干燥器內的能量如果遠遠超過MIE時就沒有必要測量MIE。唯一的例外是在裝袋裝置。（3）最低著火溫度（MIT）范圍很寬，360550。對于使用高溫煙氣進行直接干燥的工藝，這個數值成為相關參數。著火時往往超過MIT

8、值，因而MIT不太可能作為控制參數。（4）含氧量最低值（LOC）參考樣本間的差距較大，在515%，尚不明確實驗室測得的LOC值是否代表工廠高溫、高濕度運行工況下的LOC值。由于顆粒粒度和形狀也會影響LOC值，因此實際中必須修正。目前較為精確的儀器尚不多見。實際上目前干化廠賴以運行和做出報警事故判斷的參數仍然只有兩個：溫度、濕度。由于一般干化工藝均采用微負壓運行，爆炸所形成的壓力只能作為系統設計中耐受瞬間增壓的一個參照值。氧氣的濃度也僅能作為參考值。不難理解，燜燒過程中的氧氣含量并不高，真正起作用的可能是物料內部的氧原子，對于污泥這種高有機質物料來說氧含量并不少。因此，至少在目前污泥干化仍然是一

9、種難以依賴分析儀器來完全控制和掌握的復雜工藝。2危險防范的措施2.1預防性措施理論上的預防性措施有以下幾個：（1）避免爆炸性氣體進入；阻止污染物進入干燥器中，例如：甲烷、汽油和柴油液滴、化工污染源等。鑒于氣體的在線分析和控制要求的儀器靈敏度高，反應速度快，實施起來困難較大，成本高昂。（2）全程使用惰性氣體系統，降低含氧量。有各種措施來確保惰性氣體工況，如全氮氣、全蒸汽干燥回路等。僅對有些工藝可行，但可能導致運行成本的增加。（3）避免一切火源；去除諸如含鐵物質、金屬，石塊等會產生火花的潛在火源，這樣做無疑也將增加成本，系統管理和操作更為復雜。但仍然難以避免燜燒產生的火源。（4）嚴密監測進料含固率，杜絕一切非正常混料的可能性；比如因緊急停車導致的各種不同半干產品單獨管理，進場污泥的分別儲存等。這將增加管理成本和操作的復雜性。由于成本和管理原因，真正可行并可實現的只有第二點。2.2補救性措施理論上的補救性措施有以下幾個：（1）爆炸泄壓口；這是任何系統都會準備的，但仍然會造成設備的損害。（2）封鎖系統；由于爆炸發生的時間非常短，封鎖系統的實際意義不大。（3）安全場地；同上。（4）兩部分之間的爆炸隔離裝置；同上。（5）干泥清空；為了防止燜燃，必須將干燥器內的干泥清空，對于很多系統來說需要較長時間。（6）噴水或混合濕污泥進行穩定、